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我校揭示调控油菜氮效率的生物学机制
发布时间:2019-12-04

11月23日,我校徐芳森课题组在Plant, Cell & Environment期刊上在线发表了题为“Comparative genome and transcriptome analysis unravels key factors of nitrogen use efficiency in Brassica napus L.”的研究论文。该研究联合基因组重测序和转录组测序技术深入揭示了调控油菜氮效率的生物学机制。

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已有研究表明甘蓝型油菜的氮效率存在巨大的基因型差异,然而其调控机制并不清楚。课题组前期通过苗期营养液培养实验和大田实验筛选了两个不同氮效率油菜基因型。研究发现,相比氮低效基因型,氮高效基因型在成熟期具有更高的产量和氮吸收利用效率,苗期具有更发达的根系以及更高的氮同化和光合能力。通过对两个不同氮效率基因型进行基因组重测序,发现氮高效基因型拥有比氮低效基因型更多的基因组变异,通过基因功能注释发现氮高效基因型在氮效率相关基因的变异数量要多于氮低效基因型。结合转录组分析,课题组发现地上部有11个基因,根部有14个基因不仅存在基因组变异也在两品种间对缺氮的响应有巨大的表达差异,这些基因主要涉及光合作用和C/N平衡(Figure 3)。随后,课题组通过基因共表达网络鉴定了控制油菜氮效率的关键基因。研究表明氮吸收效率、氮利用效率以及光合作用和C/N代谢的平衡共同影响着油菜的氮效率,同时鉴定了调控这些过程的关键基因,为改良油菜的氮效率提供了重要的理论基础。

我校资源与环境学院徐芳森教授为论文的通讯作者,博士研究生李权和丁广大副教授为论文的共同第一作者。该研究得到了国家重点研发计划和华中农业大学自主创新基金项目的资助。

文章链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pce.13689

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